سرورهای LFF و SFF چه تفاوتی دارند؟

هنگامی که صحبت از خرید سرور به میان می‌آید، با دو واژه بسیار مهم سرورهای LFF و SFF روبرو هستیم. اصلی‌ترین و مهم‌ترین تفاوت سرورهای LFF و SFF در قابلیت پشتیبانی از درایوهای آن‌ها نهفته است. به طور کلی، سرورهایLFF از درایوهای 3.5 اینچی پشتیبانی می‌کنند که ظرفیت بیشتری برای ذخیره‌سازی اطلاعات دارند، در شرایطی که SFF از درایوهای 2.5 اینچی پشتیبانی می‌کند که سرعت و چگالی بالاتری دارند و برای کاربردهای حرفه‌ای‌ طراحی شده‌اند.

مقایسه تخصصی در ابعاد فیزیکی، تراکم ذخیره‌سازی و استانداردسازی

همان‌گونه که ابتدای مطلب اشاره کردیم، تفاوت اصلی درایوهایLFF و درایوهای SFF، نه تنها در اندازه فیزیکی، بلکه در تراکم ذخیره‌سازی و تاثیر آن بر طراحی سرورها نهفته است. درایوهای LFF، در سرورهای 1 یا 2 یونیت ظرفیت ذخیره‌سازی خام بیشتری (به عنوان مثال تا 20 ترابایت برای هارد دیسک‌ها) ارائه می‌دهند. در یک سرور 2 یونیت، یک شاسی LFF ممکن است میزبان 12 تا 15 درایو 3.5 اینچی باشد. در حالی که همان شاسی 2 یونیت می‌تواند از 24 تا 28 درایو SFF پشتیبانی کند. این موضوع مستقیما بر تراکم درایو در واحد رک تاثیر می‌گذارد. با این‌حال از نظر ظرفیت، درایوهای LFF ظرفیت‌های بالاتری در مقایسه با درایوهای SFF دارند. بنابراین، باید بگوییم، LFF برنده ظرفیت است، اما SFF برنده عملکرد (IOPS) و پشتیبانی از SSDها است.

درایوهای SFF به دلیل ابعاد کوچک‌تر، امکان قرارگیری تعداد بسیار بیشتری از دیسک‌ها را در فضای محدود رک فراهم می‌کنند که برای دیتاسنترهایی که با محدودیت فضای فیزیکی روبرو هستند، یک مزیت حیاتی است. در بعد فنی، SFF استاندارد انتخابی برای درایوهای حالت جامد (SSD) بوده و تقریبا تمام SSDهای سازمانی در فرمت 2.5 اینچی تولید می‌شوند. این استانداردسازی به دلیل مزایای عملکردی، مصرف برق پایین‌تر و مدیریت حرارتی بهتر در محیط‌های متراکم سرور است. به طور کلی، سرورهای LFF عمدتا برای ذخیره‌سازی‌های حجیم مانند آرشیوها و سرویس‌های فایل با نیاز به ظرفیت بالا و دسترسی متوالی مناسب هستند، در حالی که سرورهای SFF، پلتفرم غالب برای سیستم‌های با عملکرد بالا، سرورهای مجازی‌سازی و پایگاه‌های داده محسوب می‌شوند که نیازمند تراکم بالای ورودی/خروجی در ثانیه (IOPS Density) هستند.

تاثیر بر عملکرد ورودی و خروجی، مدیریت حرارت و کارایی برق

تفاوت‌های LFF و SFF به طور مستقیم بر عملکرد ورودی/خروجی سرور و الزامات زیرساختی آن تاثیر می‌گذارد. از منظر عملکردی، درایوهای SFF اغلب از نظر سرعت چرخش دیسک (RPM) سریع‌تر از همتایان LFF هستند (به طور مثال 15K در مقابل 7K). اگرچه این تفاوت در سرعت با ورود SSDها کم‌رنگ شده است، اما مهم‌ترین مزیت SFF، تراکم IOPS است. از آنجایی که می‌توان تعداد درایوهای SFF بیشتری را در یک فضای فیزیکی مشابه مثل 2 یونیت نصب کرد، مجموع توان IOPS (عملیات ورودی/خروجی در ثانیه) که سرور می‌تواند به ازای هر واحد رک ارائه دهد، به طور چشمگیری افزایش می‌یابد. این ویژگی برای بارهای کاری فشرده I/O مانند تراکنش‌های آنلاین (OLTP) یا محیط‌های دسکتاپ مجازی (VDI) حیاتی است.

این امر به طراحان سرور اجازه می‌دهد تراکم سرور را افزایش دهند و از سیستم‌های خنک‌کننده کارآمدتری استفاده کنند، زیرا حجم هوای مورد نیاز برای خنک‌سازی سیستم SFF متراکم، اغلب بهتر مدیریت می‌شود. در مقابل، فضای داخلی بیشتر درایوهای LFF می‌تواند باعث ایجاد نقاط داغ در شاسی سرور شود و نیازمند جریان هوای حجیم‌تر و سازمان‌یافته‌تری است. از نظر کارایی برق، درایوهای SFF معمولا مصرف برق کمتری نسبت به درایوهای LFF دارند. این اختلاف مصرف، به ویژه در مقیاس یک دیتاسنتر بزرگ با هزاران درایو، به صرفه‌جویی قابل توجهی در هزینه‌های عملیاتی (OPEX) و کاهش کلی مصرف انرژی کمک می‌کند و مزیت SFF را در دیتاسنترهای مدرن تثبیت می‌کند.

در نهایت، با توجه به اینکه اغلب درایوهای مورد استفاده در SANs و سیستم‌های تمام‌فلش (All-Flash Arrays) از فرمت SFF استفاده می‌کنند، این نوع سرورها برای همگام‌سازی و اتصال‌پذیری در اکوسیستم‌های ذخیره‌سازی سازمانی برتری دارند.

ملاحظات فنی در انتخاب، پیکربندی رید و انعطاف‌پذیری طراحی

تصمیم‌گیری برای انتخاب بین سرور LFF و SFF یک تصمیم راهبردی است که به طور مستقیم با الزامات بارهای کاری و استراتژی پیکربندی رید گره خورده است. سرورهای LFF بهترین گزینه برای بارهای کاری‌ هستند که نیازمند فضای ذخیره‌سازی خام گسترده و کم‌هزینه هستند (مانند پشتیبان‌گیری، بایگانی و فایل سرورها). در این پیکربندی‌ها، استفاده از درایوهای LFF با ظرفیت بالا، تعداد درایوهای مورد نیاز را کاهش داده و سادگی مدیریت را به همراه دارد. با این حال، استفاده از LFF در پیکربندی‌های رید با تعداد کم دیسک، ممکن است زمان بازسازی آرایه رید را پس از خرابی یک دیسک به طور نامعقولی طولانی کند که این یک ریسک عملیاتی محسوب می‌شود. در مقابل، سرورهای SFF انعطاف‌پذیری بیشتری را در طراحی رید ارائه می‌دهند. تعداد بالای اسلات‌های SFF در یک شاسی، امکان ایجاد آرایه‌های رید با الگوی توازن بیشتر و تعداد دیسک‌های یدکی (Hot Spares) بالاتر را فراهم می‌آورد.

این امر نه‌تنها عملکرد خواندن/نوشتن را بهبود می‌بخشد، بلکه زمان بازسازی آرایه را به دلیل وجود دیسک‌های با ظرفیت نسبتا پایین‌تر و توزیع داده‌ها در دیسک‌های بیشتر، به طور چشمگیری کاهش می‌دهد و به طور مستقیم سطح دسترس‌پذیری داده‌ها را افزایش می‌دهد. علاوه بر این، SFF این مزیت را دارد که امکان استفاده همزمان از SSDها و HDDها را در یک سرور متراکم فراهم می‌کند. این مدل هیبریدی (Hybrid) برای ذخیره‌سازی‌های چندلایه‌ای (Tiered Storage) بسیار ایده‌آل است؛ جایی که داده‌های پرتکرار روی SSDهای 2.5 اینچی با سرعت بالا قرار می‌گیرند و داده‌های با دسترسی کمتر روی هارد دیسک‌های 2.5 اینچی ذخیره می‌شوند. در طراحی‌های مدرن، تمایل به استفاده از NVMe SSDها نیز که معمولا در فرم فاکتور 2.5 اینچی U.2 یا U.3 طراحی می‌شوند، به برتری فرمت SFF در محیط‌های مبتنی بر عملکرد افزوده است. در نهایت، انتخاب بین این دو فرمت، به یک معادله پیچیده بین هزینه هر گیگابایت (Cost per GB) که معمولا به نفع LFF است و عملکرد هر واحد رک و تراکم IOPS که به شدت به نفع SFF است تبدیل می‌شود که باید متناسب با هدف نهایی و بودجه عملیاتی سازمان حل شود.

تفاوت سرور LFF و SFF در پیکربندی‌های  HPE DL380 Gen10 Plus

تفاوت میان پیکربندی‌هایLFF وSFF در سرورهای پیشرفته‌ای چون HPE ProLiant DL380 Gen10 Plus، فراتر از ابعاد فیزیکی ساده دیسک است و مستقیما بر ظرفیت ذخیره‌سازی، تراکم ورودی/خروجی (IOPS Density) و انعطاف‌پذیری در استفاده از فناوری‌های جدید مانند NVMe تاثیر می‌گذارد. در یک سرور 2 یونیت مثل DL380 Gen10 Plus، انتخاب بین شاسی LFF و SFF، معماری کلی ذخیره‌سازی و نوع بارهای کاری مورد پشتیبانی را تعیین می‌کند. از نکات مهمی که در این زمینه باید به آن دقت کنید به موارد زیر باید اشاره کرد:

تفاوت در تراکم فیزیکی و حداکثر ظرفیت ذخیره‌سازی

تفاوت اصلی در تراکم فیزیکی است. شاسی SFF به دلیل ابعاد کوچک‌تر درایوهای 2.5 اینچی، امکان قرارگیری تعداد بسیار بیشتری دیسک در فضای جلویی سرور را فراهم می‌کند. به بیان دقیق‌تر، شاسی SFF می‌تواند تا 24 درایو 2.5 اینچی در جلوی سرور را میزبانی کند. با افزودن سینی میانی (Mid-Tray) و کیج سرور (Rear Drive Bay)، تعداد کل درایوها می‌تواند تا 38 درایو SFF برسد (مانند پیکربندی 24 درایو SFF در جلو + 8 درایو SFF میانی + 6 درایو SFF عقب). در نقطه مقابل، شاسی LFF فضای بیشتری را به درایو 3.5 اینچی اختصاص می‌دهد. به طوری که حداکثر درایو جلویی در این مدل‌ها 12 درایو LFF است. با استفاده از سینی میانی 4 LFF و سینی عقب 4 LFF، حداکثر تعداد درایو LFF به 20 عدد محدود می‌شود.

با وجود تعداد کمتر درایو در شاسی LFF، به دلیل ظرفیت بسیار بالاتر هر درایو 3.5 اینچی (مثلا تا 18 یا 20 ترابایت برای هارد دیسک‌ها)، این پیکربندی از نظر حداکثر ظرفیت خام کلی برای هارد دیسک‌ها می‌تواند برابر یا حتی بیشتر از SFF باشد. به طور کلی، تمرکز شاسی LFF بر ذخیره‌سازی حجیم با قیمت پایین به ازای هر گیگابایت است و برای بارهای کاری آرشیوی، فایل سرور و بک‌آپ‌های عظیم بهینه است.

تفاوت در عملکرد I/O و پشتیبانی از NVMe

پیکربندی SFF به طور ذاتی برای عملکرد بالا طراحی شده است، در حالی که LFF برای ظرفیت بالا بهینه است. مزیت اصلی SFF در تراکم IOPS است. از آنجایی که می‌توان تعداد بیشتری دیسک (به طور مثال 24 دیسک) را در فضای محدود نصب کرد، این سرورها می‌توانند IOPS بالاتری را در واحد فضای رک ارائه دهند. این امر برای محیط‌های مجازی‌سازی، پایگاه‌های داده تحلیلی و تراکنش‌های آنلاین که نیازمند تاخیر پایین هستند، ضروری است. شاسی LFF پیکربندی IOPS کمتری دارد اما با دیسک‌های 7.2K RPM، ظرفیت خام زیادی را ارائه می‌دهد که برای ذخیره‌سازی متوالی و بارهای کاری با دسترسی کم کفایت می‌کند.

یکی از مهم‌ترین تفاوت‌های فنی در DL380 Gen10 Plus، پشتیبانی از درایوهای NVMe است که برای بالاترین سرعت و پایین‌ترین تاخیر از طریق باس PCIe به جای SATA/SAS طراحی شده است. شاسی SFF بستر اصلی برای پیاده‌سازی NVMe است. DL380 Gen10 Plus در پیکربندی SFF می‌تواند از تعداد بالایی درایو NVMe (مانند 24 درایو NVMe U.2/U.3) پشتیبانی کند. این انعطاف‌پذیری SFF را به انتخاب اصلی برای بارهای کاری محاسباتی و هوش مصنوعی تبدیل می‌کند. پشتیبانی از NVMe در شاسی LFF بسیار محدودتر است یا ممکن است نیاز به استفاده از درایوهای 2.5 اینچی SFF در قسمت عقب یا میانی داشته باشد.

تاثیر بر پیکربندی زیرساخت و ملاحظات نگهداری

پیکربندی‌های متراکم‌تر و دارای عملکرد بالاتر، گرمای بیشتری تولید می‌کنند و به فن‌های قوی‌تری نیاز دارند. شاسی‌های SFF با ظرفیت بالا و همچنین هر پیکربندی که شامل درایوهای NVMe یا GPU باشد، به طور استاندارد با فن‌های با عملکرد بالا استفاده می‌شوند. مدل‌های پایه LFF مانند 8LFF معمولا با فن‌های استاندارد عرضه می‌شوند، مگر اینکه آپشن‌هایی مانند سینی میانی 4LFF یا کارت‌های گرافیک نصب شوند.

ملاحظات رید و زمان بازسازی (Rebuild Time)

انتخاب فرم فکتور بر نحوه پیکربندی آرایه‌های رید و زمان بازیابی داده‌ها پس از خرابی دیسک تاثیر می‌گذارد. شاسی SFF به دلیل وجود تعداد زیاد درایو (مثلا 24 درایو)، می‌تواند از معماری‌های مختلف رید بدون مشکل پشتیبانی کند. مهم‌تر اینکه، در صورت خرابی یک دیسک، زمان بازسازی آرایه کوتاه‌تر است، زیرا ظرفیت هر دیسک به طور انفرادی کمتر است (به طور مثال 2.4 ترابایت در مقایسه با 18 ترابایت)، و ریسک طولانی شدن زمان بازسازی که منجر به خرابی دیسک دوم می‌شود، کاهش می‌یابد. درایوهای LFF ظرفیت بسیار بالایی دارند که باعث می‌شود در صورت خرابی یک دیسک، زمان بازسازی آرایه رید به شدت افزایش یابد (به روزها برسد). این موضوع یک ریسک عملیاتی در محیط‌های حیاتی محسوب می‌شود، مگر آنکه از سطوح رید پیشرفته یا سیستم‌های فایل توزیع شده استفاده شود.

جدول تفاوت‌های فنی درایوهای LFF و SFF

حمیدرضا تائبی